異なる光質におけるシロイヌナズナ成長挙動の解析

植物の成長、特に表現型変異植物からの観測と解析は、安定性と再現性のある環境条件に依存します。これらは、気候室で提供できます。光の量、特に品質は批判的に、本研究では LED ライトによって提供された採用光のソースによって異なります。 LED パネルを装備した気候チャンバーの例を図 1に示します。図 1 aは、すべての気候や光条件を調整ことができますコントロール パネルのスクリーン ショットを示しています。24 h 以内 20 別のタイム フレームを設定できます。この例では、16 の光/8 h 暗い長い一日条件がプログラムされています。この部屋では、全く同じ環境条件の下で 4 つの異なる光の設定で植物の成長を学ぶことができるように、個別にプログラムできる 4 つのレベルを備えています。レベルの左上が技術的に可能な限り多くの日光を模倣したスペクトル出力に設定されて、高架の上の正しいレベルを表す赤 (660 nm) と青色光 (440 nm) 白色光 (3 K) を抑えた。左下のレベルは、高架の青い光と低適切なレベル主に赤い光に設定されました。図 1 bは、概要 (中間パネル) とそれぞれズーム アドイン (外側の小さなパネル) として別の設定で Led を示しています。光質の違いが容易に目で見ることができます。 作り付けの分光計は常に測定、モニター、スペクトル出力を調整します。図 2は、太陽の光を模倣するように設定された上部左レベル 1.1 からのスペクトルを示しています。標準的な蛍光電球と比較して紫外線と青色光の部分は、多くの高い7です。 図 3 aの例の植物すべての 4 つの条件 10、13、17 日からそれぞれ後播種が描かれています。すべての植物は三脚にカメラをマウントすることによって同じ距離から撮影しました。スケール バーは、1 cm を表します。10 日後サイズまたは色のあまりの違いが分かるでしょうが、17 日後赤い光の下での速い成長は明らかです。この視覚的な分析に加えていくつかの生理学的解析を行った。 図 4は、例えば光合成能力を分析するを PAM 測定の別の手順に従います。図 4 aの測定値の最適な品質を確保するライブ ビデオのスクリーン ショットが表示フォーカスに植物をもたらすための設定であります。植物全体に着目し、代わりに分析する単一の葉を選択することも 1 つ。図 4 bは、実測が開始される前に現在蛍光収量低植物のフィートを示します。この場合、金利 (AOIs) の 5 つの円形領域が選ばれました。各葵の横にある赤いボックスの番号は直接テーブルの形で保存することも、数値の結果を与えます。光合成パラメーター Fo の測定を開始すると、Fm を設定する必要があります。これを行う後フィートのスクリーン ショットは、図 4で描かれています。”Fo、Fm”ボタンがもうアクティブでないことを確認します。新しい測定を開始するには、「新しいレコード」は以前の正規化を消去するときにクリックしてする必要があります。最後に、図 4は、飽和パルス光 (「土パルス」) を与えた後効果的な PSII 量子収率 Y(II) を示しています。模範的なデータの定量化を図 5に示します。200 μ M/cm2/s1 (図 5 a) で日光の下で育つ植物は、播種後 12、21、28 日をそれぞれ分析しました。我々 のデータは、PSII 収量は 12 日より 3 週間の栽培植物からの葉で有意に高値を示します。28 と 12 日間差がまだかなりが、p 値は高い。図 4 b、異なる光質から 2 週間栽培植物から PSII 収量を比較しました。興味深いことに、青い光の高い部分を含む光の下で永続的な成長は、PSII の大きく収量に します。同様の効果は、豊かな赤い光の下で栽培される植物の観察されたが、増加はやや低めだった。 異なる光質効果気孔開発14に示されていた。したがって、気孔の密度を調べた。図 6色素抽出後の葉がどのように見えるかを示しています。単一の表皮細胞がよく識別することができ、ストーマを簡単に数えることができます。図では、個々 の気孔は、アスタリスクで示されます。別のライトの設定からの植物の気孔密度に関する詳細なデータは9他の場所で見つけることができます。 目視検査 (図 3) に加えて、新鮮な重量は、成長の良い測定を提供します。この例では, 播種後 8、10、12 日後「日光」の下で育つ植物から葉を秤量しました。 されました図 7に、これらのデータの統計的評価を見ることができます。予想通り、新鮮な重量は時間とともに増加します。 新鮮な重量のほかに葉面積は成長の良い対策です。ここでは、植物の成長は、(図 8 a) を播種後 10、13、17 日から続いた。信頼できる統計データを取得する、少なくとも六つの個々 の植物を日常的に行った。高いサンプル サイズの重要性を示すためには、それぞれ 2 つと六つの植物の分析から、平均値のエラー率を求めた (図 8 b)。つまり、平均値に関して標準偏差の割合を求めた。小さなサンプル サイズの場合、エラーは 5-10% の高いサンプル サイズの場合よりも高い非常に明確です。評価される植物の数を増やすことによって、エラーを最小化できるより明確のデータの解釈になります。 図 1: 異なる光質が Led によって提供されます。A) LED 室内のコントロール パネルからのスクリーン ショット。16 h (右上隅) に日の長さを設定、光強度が 200 µmol cm-2の-1に設定されます。光の質はすべての 4 つのレベル別: 1.1 として技術的に可能な限りの太陽光に似たようなスペクトルを表します、1.2 を表す赤と青波長 (RB) 光の割合が高い、2.1 は主にセットする青 (B)、2.2 表す主に赤光 (R)。B)中央のパネルは、すべてのレベルの概要を示しています。外側のパネルより高いズームで個々 のレベルを表示します。この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください。 図 2: 擬似太陽光設定から波長スペクトル。LED 室内の作り付けの分析計からのスクリーン ショットが表示されます、レベル 1.1 で置かれました。この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください。 図 3: 植物の一週間以上発生します。10、13、17 の DAS からすべての 4 つの光条件から代表シロイヌナズナの植物します。植物は、三脚にデジタル一眼レフ カメラで撮影されました。スケール バーは、すべてのイメージの 1 cm を表します。この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください。 図 4: スクリーン ショットシロイヌナズナ植物の PAM 測定の代表的な手順を実行からします。A)イメージのフォーカスを調整することができます「ライブ映像」ビューからのスクリーン ショット。B)任意の光パルスのアプリケーションの前に現在の蛍光収率フィート。C) Fo/施設の設定後の現在の蛍光収率 Ft D)飽和パルス光を設定した後差押 PSII 量子収率。この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください。 図 5: 影響を及ぼす PSII 量子収率 (YII) のグラフィカルな表現です。A)データから植物の播種後 12、21、28 日、栽培下で 200 µmol/cm2/s1模擬太陽光の下で (「日光」) PAM 分析にさらされた統計的な評価。5 つの工場と 1 日あたり 5 AOIs の平均値は、示されています。1 つのアスタリスクを示す p 値と有意差 < 0.05 日 12、および 2 つのアスタリスクを示す p 値と非常に大きな違いと比較されたとき < 学生の t テストによると 0.02。B)ブルー 200 µmol/cm2 /s1模擬日光 (SL) の下で豊かに育つ植物 (B) または赤 (R) からのデータ光、それぞれ、統計学的に評価しました。5 つの工場と 1 日あたり 5 AOIs の平均値は、示されています。「日光」と比較して有意差を求めた 図 6:シロイヌナズナの葉の背軸側に気孔の代表的なイメージです。葉は上記のように準備、40 倍の倍率で DIC の設定で光学顕微鏡の下で視覚的に分析しました。気孔は、1 つの条件の少なくとも 4 葉の可視領域にカウントされます。顕微鏡 tubus に接続されたデジタル カメラで撮影されました。スケール バーの助けを借りて ² あたり気孔の数が計算されます。星を単一ストーマを示します。スケール バーを表します 200 μ m.この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください。 図 7:シロイヌナズナの栽培で新鮮な重量のグラフィカルな表現をシミュレート日光/200 µmol/cm2/s1.ロゼット葉は播種後 10、そして 12 日 8、植物からカットされました。Mg の 1 日あたりの六つの植物からの平均値で表されます。この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください。 図 8:シロイヌナズナ葉面積異なる光条件下で栽培した植物からの統計的評価します。A)シロイヌナズナ 10、13、17 日の成長から葉面積は ImageJ とnからデータをグラフィカルに決定された 6 = 植物が統計学的に評価しました。各条件からすべての六つのロゼットから葉面積は総括され、平均値を取得する 6 で割った値します。この値は、標準偏差を求めたと誤差の範囲で表されます。B)葉面積は ImageJ といずれかのnからデータをグラフィカルに決定された 2 またはn = 6 の植物をそれぞれ = パネル A のとおり統計的に分析しました。平均値の % でエラーが計算し、グラフィカルに描かれているか。緑のバーにnの分析からパーセント エラー表示 = 6、 nからバーを青 = 2 つの植物。この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください。